Nelja-kihi plaadid, mille eelisteks on suur juhtmestihedus ja stabiilne signaaliedastus, on muutunud paljude keerukate elektroonikasüsteemide põhikomponentideks. Nende tootmisprotsess ühendab täppistöötluse ja range kontrolli, kusjuures igal etapil on toote jõudlusele otsustav mõju.
1. Esialgne ettevalmistusprotsess
Esialgsed ettevalmistused nelja-kihilise plaadi tootmiseks on aluseks järgnevate protsesside sujuva edenemise tagamiseks. Esimene samm on substraadi valimine, kus tuleb valida sobivad vask-laminaadid (CCL) lähtudes toote kasutusstsenaariumidest ja toimivusnõuetest. Substraadi isolatsioonijõudlus, mehaaniline tugevus, kuumakindlus ja muud parameetrid peavad läbima põhjaliku testimise, et tagada selle vastavus neljakihilise plaadi kasutusnõuetele.
II. Sisekihi tootmisprotsess
Sisemise kihi valmistamine on nelja-kihilise plaadi valmistamise üks peamisi etappe ja selle kvaliteet mõjutab otseselt kogu trükkplaadi jõudlust.
(1) Sisemise substraadi eeltöötlemine
Sisemise vask{0}}plakeeritud laminaadi (CCL) eeltöötluse eesmärk on eemaldada aluspinna pinnalt oksiidikiht, õliplekid ja mustused, parandades seeläbi tindi nakkumist järgmistes protsessides. Eeltöötlus hõlmab tavaliselt selliseid samme nagu rasvaärastus ja mikro{2}}söövitamine. Rasvaärastus on saavutatav keemilise puhastusega, et eemaldada aluspinnalt õli ja rasv. Mikro-söövitus seevastu hõlmab kerget söövitamist, et luua aluspinnale ühtlane kare pind, tugevdades seeläbi sidet tindiga.
(II) Sisekihi ahelate tootmine
Esmalt kandke valgustundlik tint peale, hajutades vedelat tinti ühtlaselt sisemise aluspinna pinnale, ja seejärel kuivatage see kileks. Järgmisena jätkake eksponeerimisega. Importige ettevalmistatud digitaalse vooluahela mustri fail LDI-säritusmasinasse, mis kasutab laservalgust valgustundliku tindiga kaetud substraadi otse skannimiseks ja eksponeerimiseks. See põhjustab laseriga kokkupuutuvate piirkondade tindi kõvenemisreaktsiooni, samas kui valgustamata alad jäävad lahustuvaks.
Pärast kokkupuudet toimub arendamine, asetades substraadi ilmuti lahusesse. Kõvenemata tint lahustatakse ja eemaldatakse, jättes substraadi pinnale kõvastunud tindi mustri, mis ühtib digitaalse mustriga. Järgmisena viiakse läbi söövitamine, asetades substraadi söövituslahusesse. Tindiga katmata vaskfoolium söövitatakse ära ja ülejäänud vaskfoolium moodustab sisemise kihi ahela. Seejärel eemaldatakse ahela pinnalt kõvastunud tint kile eemaldamise protsessiga, paljastades selge sisemise kihi.
(III) Sisekihi kontroll
Pärast sisemise kihi vooluringi valmistamise lõpetamist on vajalik põhjalik kontroll. Kontrolli sisu sisaldab ahela juhtivust, lühise tingimusi ning seda, kas liini laius ja vahekaugus vastavad nõuetele. Tavaliselt kasutatakse automaatset optilist kontrolliseadet vooluringi põhjalikuks skaneerimiseks läbi optilise kujutise põhimõtete, tuvastades kiiresti vooluringi defektid ja tagades sisemise kihi vooluahela kvaliteedi.
III. Lamineerimisprotsess
Lamineerimisprotsess hõlmab sisemise substraadi, prepregi ja välimise vaskfooliumi kombineerimist, et moodustada neljakihilise plaadi üldine struktuur.
(1) Ettevalmistus lamineerimiseks
Vastavalt nõuetele on sisemine aluspind, prepreg ja välimine vaskfoolium virnastatud kindlas järjekorras. Prepreg on valmistatud epoksüvaiguga immutatud klaaskiudkangast, mis kõveneb kuumutamisel ja rõhul, toimides kihtidevahelise sideainena. Virnastamisel on vaja tagada iga kihi joondamise täpsus ning positsioneerimiseks kasutatakse tavaliselt positsioneerimistihvte, et vältida kihtidevahelisi rikkeid, mis mõjutavad vooluahela ühendusi.
(II) Lamineerimine
Asetage volditud plaadid laminaatorisse ja jätkake lamineerimist kindlaksmääratud temperatuuri, rõhu ja aja tingimustes. Lamineerimisprotsessi käigus vaik prepregis sulab ja voolab, täites kihtidevahelised tühimikud ja liibudes tihedalt sisemise aluspinna ja välimise vaskfooliumiga. Samal ajal kõveneb vaik, moodustades jäiga isolatsioonikihi, eraldades iga kihi ahelad ja saavutades elektriisolatsiooni. Lamineerimisprotsessi parameetreid tuleb rangelt kontrollida, et tagada tugev kihtidevaheline sidumine, mullide, delaminatsiooni ja muude defektide puudumine.
IV. Väliskihi töötlemise protseduur
Pärast lamineerimist algab väliskihi töötlemise etapp, mis hõlmab peamiselt selliseid protsesse nagu puurimine, aukude metalliseerimine ja väliskihi ahela valmistamine.
(1) Puurimine
Vastavalt nõuetele puuritakse lamineeritud plaadile CNC-puurmasinaga erinevaid läbivaid auke ja kinnitusavasid. Via auke kasutatakse elektriühenduste loomiseks vooluringide kihtide vahel, paigaldusavasid aga elektrooniliste komponentide kinnitamiseks. Puurimise ajal on vaja kontrollida puurava asukoha täpsust, ava läbimõõdu suurust ja augu seina kvaliteeti, et vältida selliseid probleeme nagu augu kõrvalekalded ja aukude karedad seinad. Pärast puurimise lõpetamist tuleb aukude sees olev praht puhastada, et tagada järgneva aukude metalliseerimise kvaliteet.
(II) Aukude metalliseerimine
Aukude metalliseerimine on läbipääsude elektrilise ühendamise saavutamiseks ülioluline protsess. Esiteks eemaldatakse puurimisprotsessi käigus augu seinale jäänud praht ja vaigujäägid, tagades augu seina puhtuse ja korrasoleku. Seejärel viiakse läbi vase keemiline sadestamine, asetades põhimiku vasesadestamise lahusesse, et sadestada õhuke vasekiht augu seina pinnale, muutes algselt isoleeriva ava seina juhtivaks. Seejärel paksenetakse vasekihi galvaniseerimise teel vasesadestuskihi alusel veelgi, parandades läbipääsu juhtivust ja töökindlust.
(III) Väliskihi ahelate tootmine
Väliskihi vooluringide tootmisprotsess on sarnane sisemise kihi vooluahelate tootmisprotsessiga, hõlmates selliseid etappe nagu valgustundliku tindi pealekandmine, säritamine, ilmutamine, söövitamine ja kile eemaldamine. Säritusprotsessis kasutatakse ka LDI-säritusmasinat, et saavutada täpne säritus digitaalse vooluahela mustri alusel. Nende sammude kaudu moodustub nelja-kihi plaadi välispinnale soovitud vooluahela muster. Erinevalt sisemise kihi vooluringidest tuleb väliskihi ahelad ühendada sisemise kihi vooluahelatega elektrilise järjepidevuse saavutamiseks.
(IV) Jootemask ja märgitrükk
Vooluahela väliskihi kaitsmiseks ning oksüdatsiooni, korrosiooni ja lühiste vältimiseks on vajalik jootemaski kate. Tavaliselt kasutatakse valgustundlikku jootemaski tinti, mis moodustab vooluringi pinnale jootemaski kihi, mida kaitstakse kokkupuute- ja arendusprotsesside kaudu, paljastades näiteks jootmist vajavad jootepadjad. Jootemaskide tavalised värvid on roheline, sinine, must jne.
Pärast jootemaski pealekandmist trükitakse märgid. Elektrooniliste komponentide paigaldamise ja tuvastamise hõlbustamiseks trükitakse plaadi pinnale märgiteave, nagu komponendi osa number, mudeli number ja tootmise seerianumber. Tähemärkide printimisel kasutatakse tavaliselt siiditrükki spetsiaalse märgitindiga, et tagada selged ja vastupidavad tähemärgid.
V. Järel{1}}töötlusprotseduurid
(1) Pinnatöötlus
Jootepatjade joottavuse ja oksüdatsioonikindluse suurendamiseks on vajalik pinnatöötlus. Levinud pinnatöötlusprotsessid hõlmavad tinapihustamist, sukeldumiskuldamist, nikkel{1}}kuldamist ja OSP-d (Organic Solderability Preservative). Erinevatel pinnatöötlusprotsessidel on erinevad omadused ja kohaldatav ulatus ning neid saab valida vastavalt tootenõuetele.
(II) Kuju töötlemine
Vastavalt nõuetele kasutage trükkplaadi väliskuju töötlemiseks CNC-freespinki või perforaatorit, lõigates selle soovitud kuju ja suurusega. Väliskuju töötlemisel on vaja tagada mõõtmete täpsus ja servade kvaliteet, vältides selliseid probleeme nagu pursked ja killud.
(III) Lõplik ülevaatus
Lõpuks viiakse nelja{0}}kihi plaadil läbi põhjalik lõplik kontroll. Kontroll hõlmab elektrilise jõudluse testimist (nt järjepidevuse testimine, isolatsiooni testimine), välimuse kontrollimist (nt jootemaski kvaliteet, iseloomu selgus, pinnakriimud jne) ja mõõtmete täpsuse kontrolli. Ainult tooteid, mis läbivad kõik kontrollid, võib lugeda kvalifitseerituks ja jätkata järgmiste pakendamise ja tarneetappidega.